磁路設(shè)計(jì)課件.ppt

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1、第一章磁路?本章重點(diǎn)：(1)磁路的概念(2)基本定律(3)鐵磁材料的性能(4)磁路計(jì)算?本章難點(diǎn)：(1)鐵磁物質(zhì)的磁化曲線及應(yīng)用(2)磁動(dòng)勢、磁場強(qiáng)度概念1、安培環(huán)路定律（全電流定律）在磁場中沿任一閉和回路磁場強(qiáng)度的線積分等于穿過該回路所有電流的代數(shù)和，其中電流的正方向與閉合回路的正方向滿足右手定則?！覮H?dl=∑I磁路：磁通所通過的路徑.勵(lì)磁線圈：用以激勵(lì)磁路中磁通的載流線圈。勵(lì)磁電流：勵(lì)磁線圈中的電流。圖2無分支鐵心磁路ANi2.磁路歐姆定律∮Hdl=?IiΦN3.串聯(lián)磁路歐姆定律μcAclcμ0A0l0+u－iΦ全電流定律:Hc=Bc?c∮Hdl=?I鐵心中：氣隙中：

2、=Φ?cAcH0=B0?0=Φ?0A0=(Rmc＋Rm0)Φ=RmΦ右邊=?I=NI=F則有RmΦ=FΦ=FRm磁路歐姆定律磁通勢由于?c?0，因此Rm0Rmc。????左邊=∮Hdl=Hclc＋H0l0μcAclcμ0A0l0+u－iΦF=INΦRmcRm0=Φ?cAclc＋Φ?0A0l03.磁路基爾霍夫第一定律閉合面i1i2Φ1Φ2Φ3l1l3l2任一閉合面：?Φ=02.磁路基爾霍夫第二定律∮Hdl=∮Hl=H1l1+H2l2Φ3－Φ1－Φ2=04、電磁感應(yīng)定律1).變壓器電勢e注意：只有線圈的磁通與電勢符號右手螺旋關(guān)系，上式才能取負(fù)號若線圈和磁場相對靜止，感應(yīng)電勢純粹是

3、由于和線圈交鏈的磁通隨時(shí)間的變化而產(chǎn)生,僅有變壓器電勢，即2).運(yùn)動(dòng)電勢運(yùn)動(dòng)電勢的方向習(xí)慣用右手定則確定，如圖所示。若導(dǎo)線切割磁力線的速度為，導(dǎo)線處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，且不隨時(shí)間變化時(shí)，假設(shè)磁力線、導(dǎo)線與導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向三者垂直，則導(dǎo)線中感應(yīng)電勢為運(yùn)動(dòng)電勢，其大小為3).電磁力定律載流導(dǎo)體在磁場中要受到電磁力，在導(dǎo)體與磁場垂直的情況下，若導(dǎo)體中電流為i，導(dǎo)體長度為l，導(dǎo)體所在處的磁通密度為b，則電磁力為：注：電磁力方向由左手定則決定1.2常用鐵磁材料及其特性按磁導(dǎo)率分類：非磁性物質(zhì)、磁性物質(zhì)。非磁性物質(zhì)?≈?01.高導(dǎo)磁性※鑄鋼：?≈1000?0硅鋼片：?≈(6000~7000)?0

4、玻莫合金：?比?0大幾萬倍。???0?磁性物質(zhì)內(nèi)部存在著很多很小的“磁疇”。磁疇（磁化前）磁疇（磁化后）磁性物質(zhì)的高導(dǎo)磁性被廣泛應(yīng)用于變壓器和電機(jī)中。二、磁化曲線和磁滯回線1．起始磁化曲線定義:將一塊尚未磁化的鐵磁材料進(jìn)行磁化，當(dāng)磁場強(qiáng)度H由零逐漸增大時(shí)，磁通密度B將隨之增大，曲線B=f(H)就稱為起始磁化曲線,起始磁化曲線基本上可分為四段,設(shè)計(jì)電機(jī)和變壓器時(shí)，為使主磁路內(nèi)得到較大的磁通量而又不過分增大勵(lì)磁磁動(dòng)勢，通常把鐵心內(nèi)的工作磁通密度選擇在膝點(diǎn)附近BH鐵磁材料的起始磁化曲線abcd3.磁滯性BHOHmBm剩磁－Hm矯頑磁力Br－Hc－BmHc－Br磁滯回線基本磁化曲線H

5、B(1)硬磁物質(zhì)B－H曲線寬，Br大、Hc大。用于制造永磁鐵。(2)軟磁物質(zhì)B－H曲線窄，Br小、Hc小。用于制造變壓器、電機(jī)等電器的鐵心。(3)矩磁物質(zhì)B－H曲線形狀接近矩形，Br大、Hc小。用于計(jì)算機(jī)中，作記憶單元。按磁滯回線的不同，磁性物質(zhì)可分為3、鐵磁材料分類鐵磁材料磁性能不同，它的磁滯回線的形狀就不同。HBHB軟磁性物質(zhì)硬磁性物質(zhì)瘦窄、剩磁小，矯頑力小，回線包圍面積小如電工硅鋼片、鐵鎳合金胖寬、剩磁大、矯頑力大回線包圍面積大如鎢鋼4、鐵心損耗1)．磁滯損耗定義:鐵磁材料置于交變磁場中時(shí)，磁疇相互間不停地摩擦、消耗能量、造成損耗，這種損耗稱為磁滯損耗。公式:應(yīng)用:由于

6、硅鋼片磁滯回線的面積較小，故電機(jī)和變壓器的鐵心常用硅鋼片疊成。2)．渦流損耗渦流:當(dāng)通過鐵心的磁通隨時(shí)間變化時(shí),根據(jù)電磁感應(yīng)定律,鐵心中將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢,并引起環(huán)流,環(huán)流在鐵心內(nèi)部圍繞磁通作旋渦狀流動(dòng)稱為渦流。定義:渦流在鐵心中引起的損耗。公式:應(yīng)用:為減小渦流損耗，電機(jī)和變壓器的鐵心都用含硅量較高的薄硅鋼片疊成。ΦΦ渦流損耗(a)(b)0.35mm0.30mm0.27mm0.22mm3)．鐵心損耗定義:鐵心中磁滯損耗和渦流損耗之和。表達(dá)式:鐵心損耗與頻率的1.3次方,磁通密度的平方和鐵心重量成正比。1、電路中有電流就有功率損耗。磁路中恒定磁通下沒有功率損耗；2、電流全部在導(dǎo)

7、體中流動(dòng)，而在磁路中沒有絕對的磁絕緣體；3、對于線性電路可應(yīng)用疊加原理，而當(dāng)磁路飽和時(shí)為非線性，不能應(yīng)用疊加原理?？梢姡怕放c電路僅是形式上的類似，而本質(zhì)是不同的。磁路和電路的區(qū)別[例1—1]有一閉合鐵心磁路，鐵心的截面積，磁路的平均長度L=0.3m，鐵心的磁導(dǎo)率，套裝在鐵心上的勵(lì)磁繞組為500匝。試求在鐵心中產(chǎn)生1T的磁通密度時(shí)，所需的勵(lì)磁磁動(dòng)勢和勵(lì)磁電流。1.3磁路計(jì)算[例1—2]若在例l—l的磁路中，開一個(gè)長度的氣隙，問鐵心中激勵(lì)1T的磁通密度時(shí)，所需的勵(lì)磁磁動(dòng)勢為多少?已知鐵心的截面積為?？紤]到